مسیر متیلاسیون DNA با تنظیم مسیرهای Toll، IMDو RNAiتکثیر ویروس AcMNPV در سلول‌های Spodoptera frugiperda (Sf9) را متاثر می‌کند.
کد مقاله : 1362-24IPPC (R4)
نویسندگان
1گروه حشره شناسی. دانشکده کشاورزی. دانشگاه تربیت مدرس
2گروه حشره شناسی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3ریاست دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس
4دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
مکانیسم‌های اپی‌ژنتیکی، به عنوان یکی از تنظیم کننده‌های مهم بیان ژن در موجودات یوکاریوتی شناخته شده و نقش مهمی را در فرایندهای مختلف بیولوژیکی سلول مانند تمایز سلولی، رشد و ایمنی ایفا می‌کنند. در حقیقت این مکانیسم‌ها، الگوی بیان ژن سلول را در پاسخ به شرایط محیطی، به سرعت تغییر می‌دهند. با توجه به اهمیت این مکانیسم در جنبه‌های مختلف زیستی، حضور مکانیسم‌های اپی-ژنتیکی در حشرات و نقش آن‌ها در مطالعات مختلف بررسی شده است. در این پژوهش، اهمیت مسیر متیلاسیون DNA (از مسیرهای مهم اپی‌ژنتیکی) در سلول‌های Spodoptera frugiperda Sf9 آلوده شده با ویروسAutographa californica nucleopolyhedrovirus (AcMNPV) مورد بررسی قرار گرفت. متیلاسیون DNA که اهمیت آن، در برهم‌کنش میزبان-بیمارگر به اثبات رسیده است؛ به وسیله خانواده‌ای از پروتئین‌ها با نام DNA methyltransferase (DNMTs) در سلول ایجاد و نگهداری می‌شود. هم‌چنین، در حشرات راسته بالپولک‌داران، تنها حضور دو عضو از این خانواده پروتئینی، یعنی DNMT1 و DNMT2 به اثبات رسیده است. برای شروع پژوهش، سلول‌های Sf9 با ویروس AcMNPV آلوده شده و میزان بیان ژن‌های Dnmt1 و Dnmt2 در این سلول‌ها اندازه-گیری شد. براساس نتایج به دست آمده، میزان بیان هر دو ژن، در پاسخ به حضور ویروس به طور معناداری در ساعات 16، 24 و 48 ساعت بعد از آلودگی افزایش یافت. این نتایج نشان‌دهنده اهمیت این مسیر در زمان آلودگی سلول با این ویروس است. برای بررسی بیش‌تر چگونگی عملکرد این مسیر در این برهم‌کنش، سلول‌های Sf9 با 5-azacytidine (5-AZA) (بازدارنده DNMT) تیمار شدند. در ادامه، 24 ساعت بعد از تیمار، سلول‌ها با AcMNPV آلوده و سپس میزان تکثیر DNA ویروس، اندازه‌گیری شد. نتایج qPCR نشان داد که میزان تکثیر DNA ویروس، به طور معناداری در سلول‌های تیمار شده با 5-AZA کاهش می‌یابد. هم‌چنین، اثر این مسیر بر سایر مسیرهای ایمنی، هم‌چون مسیرهایToll وimmune-deficiency (IMD) بررسی شد. بررسی بیان ژن‌های کلیدی این دو مسیر در سلول‌های آلوده به ویروس نشان داد که میزان بیان ژن‌های مربوط به فاکتورهای رونویسی این دو مسیر یعنی Dorsal وRelish به طور معناداری در حضور ویروس افزایش می‌یابد. این در حالی است که میزان بیان ژن‌های مرتبط با پپتیدهای ضدمیکروبیGloverin وDefensin در سلول‌های آلوده، با کاهش روبرو شد. با این‌وجود میزان بیان این پپتیدهای ضدمیکروبی در سلول‌های تیمار شده با 5-AZA در حضور ویروس افزایش یافت. علاوه بر این، در این مطالعه، به بررسی اثر مسیر متیلاسیون DNA بر مسیرهای microRNA (miRNA) وshort interfering RNA (siRNA) پرداخته شد. بر اساس نتایج، میزان بیان ژن Dicer2 در سلول‌های تیمار شده در مقایسه با سلول‌های شاهد افزایش معناداری داشت؛ در حالی‌که میزان بیان سایر ژن‌های مهم این دو مسیر تغییری نداشتند. در مجموع نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که مسیر متیلاسیون DNA از طریق ایجاد تغییر در مسیرهای دفاعی میزبان، نقش مهمی را در دفاع ضدویروسی سلول‌های Sf9 ایفا می‌کند.
کلیدواژه ها